Разработка конструктивно-технологического варианта быстровосстанавливающегося диода с обратным напряжением 100 В.

Введение 6
1 АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 Теоретическое введение 7
1.2 Анализ патентов 13
1.3 Силовой диод Шоттки на карбиде кремния 15
1.4 Диод Шоттки с канавочной структурой 16
1.5 Кремниевый диод с барьером Шоттки и способ его изготовления 22
2 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 27
2.1 Описание BAS-16 27
2.2 Расчет концентрации примеси и ширину обедненного слоя 30
2.3 Разработка модели контакта Шоттки быстровосстанавливающегося диода в модуле SDE 32
2.4 Технология изготовления диода 35
2.5 Корпус прибора 40
2.6 Монтаж кристалла в корпус 41
Заключение 44
Список используемой литературы и интернет-источников 45
ПРИЛОЖЕНИЕ А 47
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 51
ПРИЛОЖЕНИЕ В 54

Весь текст будет доступен после покупки

Целью выпускной квалификационной работы является разработка конструкторско-технологического варианта исполнения быстровосстанавливающегося диода.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
? проанализировать существующие структуры изготовления быстровосстанавливающихся диодов;
? изучить структуру и топологию кристалла;
? исследовать характеристики диода методом приборно-технологического моделирования.
В ходе данной работы представлен обзор научно-технической литературы и патентных исследований, которые касаются технологического процесса изготовления быстровосстанавливающийся диодов и диодов с барьером Шоттки.

Весь текст будет доступен после покупки

1 АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Теоретическое введение
Быстровосстанавливающиеся диоды (БВД) используются в качестве элементной базы управляемых твердотельных ключей постоянного тока – IGBT, IGCT и т.п. Требования к комплектным БВД (т.е. диодам, согласованным с IGBT, IGCT для сборки в один модуль) весьма жесткие и технологически трудновыполнимые. Прежде всего, они не должны уступать IGBT по производительности и должны иметь наилучшее сочетание статических и динамических параметров. Кроме того, БВД должны обеспечивать плавное обратное восстановление и быть более устойчивыми к высоким скоростям изменения тока переключения при работе с индуктивными нагрузками.
Для процесса мягкого восстановления обратного сопротивления диода характерен график, приведенный на рисунке 1. Одним из условий получения мягкого восстановления является увеличение коэффициента "мягкости":
s = trrf/trrr, (1)
где trrf – время спада тока обратного восстановления (reverse recovery current fall time), определяемое по уровню 0,2 Irrm;
trrr – время нарастания тока обратного восстановления (reverse recovery current rise time).

Рисунок 1 – Кривые тока и напряжения процесса "мягкого" восстановления диода в цепи[1]

Это достигается путем контролируемого уменьшения эффективности инжекции эмиттера и, следовательно, концентрации избыточных носителей в базе со стороны эмиттерного p+-n(p-i)-перехода [1]. Для заданного значения trr это эквивалентно требованию уменьшения значений времени нарастания тока обратного восстановления trrr и, соответственно, пиковых значений обратного тока Irrm.
Другое условие "мягкости" восстановления – исключение эффекта срыва, т.е. резкого сброса обратного тока с чрезмерно высокой скоростью dIR/dt.
Для представления характеристик этой категории диодов используются специальные определения: максимально допустимый действующий прямой ток, повторяющийся импульсный обратный ток, ударный прямой ток, постоянное обратное напряжение, повторяющееся импульсное обратное напряжение, неповторяющееся импульсное обратное напряжение, время обратного восстановления, динамическое сопротивление, тепловое сопротивление переход-корпус.
Диапазон эксплуатационных температур или температура перехода диода — диапазон температур, в котором устройство может работать с сохранением представленных характеристик.
Применение быстровосстанавливающихся диодов позволяет упростить конструкции устройств, уменьшить габариты изделий с их использованием и удешевить конечную стоимость приборов при их изготовлении. Преимуществами этих полупроводниковых изделий являются:
• малые потери мощности устройством;
• большая нагрузочная способность на высоких частотах, коротких импульсах;
• небольшое время и низкий заряд обратного восстановления;
• низкое динамическое сопротивление в открытом состоянии;
• высокая устойчивость к электротермоциклированию.
Улучшенные технологии производства изделий способствуют изготовлению приборов с высокими параметрами в сочетании с долговечностью их использования.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Балига, Б.Дж. Анализ высоковольтного преобразователя напряжения p-i-n/Шоттки (MPS).– Выпрямитель IEEE El. Dev. Letters,1987, ред., т.8, №9.
2. Ports A. и др. Улучшение характеристик диодов с использованием принципов управления эмиттером (EMCONDiode).– ISPSD, 1997, Weimar Proc., стр.213-216
3. Рахимо М.Т.; Шаммас Н.Ю.А. Оптимизация режима обратного восстановления быстродействующих силовых диодов с использованием методов контроля эффективности впрыска и срока службы.– ЭПЕ'97,Трондхайм. Т.2, с.99-10
4. Патент № 157852 Российская Федерация, МПК H01L 29/872 (2006.01). Силовой диод Шоттки на карбиде кремния : № 2015128082/28 : заявлено 10.07.2015 : опубликовано 20.12.2015 / Брюхно Н.А.; патентообладатель АО «Группа Кремний ЭЛ». – 15 с. : ил. – Текст : непосредственный
5. Патент № 172837 Российская Федерация, МПК H01L 29/872 (2006.01). Диод с барьером Шоттки на основе карбида кремния : № 2017111520 : заявлено 05.04.2017 : опубликовано 26.07.2017 / Брюхно Н.А.; патентообладатель АО «Группа Кремний ЭЛ». – 6 с. : ил. – Текст : непосредственный
6. Патент № 2012106481 Российская Федерация, МПК H01L 21/18 (2006.01). Мощный силовой высоковольтный быстровосстанавливающийся диод : № 2012106481 : заявлено 24.02.2012 : опубликовано 27.08.2013 / Войтович В.Е., Гордеев А.И., Думаневич А.Н., Крюков В.Л.; патентообладатель ООО "Интелсоб". – 1 с. : ил. – Текст : непосредственный

Весь текст будет доступен после покупки